[发明专利]不定形耐火材料

说明书

技术领域

本发明涉及例如内衬于在炉内气体中含有碱性成分的窑炉等、在以热态暴露于含有碱性成分的气体气氛中的环境下使用的不定形耐火材料。 

背景技术

将炼铁粉尘、淤渣(sludge)还原、去除锌等杂质而得到的还原铁正被再次用于高炉的原料等。图10是表示还原炼铁粉尘、淤渣所使用的回转炉床式还原炉100的图。 

该回转炉床炉100具备：中空的圆环形的炉200、在炉内绕周的圆环形的炉床300、设置在炉200的侧壁的规定数量的燃烧器400。炉200在铁制的外壁210的内侧内衬有氧化铝-二氧化硅质的耐火材料220，能耐受达到1000℃～1300℃的炉内高温。 

另外，作为耐火材料的组成，在特开平06-206764号公报中已有公开。 

当将固结成颗粒(pellet)状的炼铁粉尘、淤渣供给炉床时，颗粒500与炉床300一起在炉内转动。在炉内转动时通过来自燃烧器400的加热升温，颗粒500中含有的锌等杂质被去除。并且，去除了杂质的颗粒500被回收。 

这样回收的颗粒500被再利用。 

在此，在炼铁粉尘、淤渣中，以氧化物、碳酸盐或氯化物等形态含有钠(Na)和钾(K)等的碱性成分，因此当在炉内将颗粒500加热升温时，碱性成分保持氧化物、碳酸盐或氯化物等形态、或者钠(Na)和钾(K)等分解挥发，从而在炉内的气体中含有碱性成分。这样一来，挥发的碱性成分侵入耐火材料中，与耐火材料中的氧化铝和二氧化硅发生反应。当碱 性成分与耐火材料中的氧化铝和二氧化硅发生反应时，作为反应生成物，可生成钾霞石(K₂O·Al₂O₃·2SiO₂)、露西特(ル一サイト)(K₂O·Al₂O₃·4SiO₂)等，产生大的体积膨胀。这样，在耐火材料220中部分地发生体积膨胀的结果，发生耐火材料220剥落、耐火材料220的寿命缩短的问题。 

在此，例如在特开平06-206764号公报中，作为针对高温碱性气氛的耐火材料，曾经公开了下述成分比例的耐火材料：Al₂O₃为92质量％～98质量％，CaO为2质量％～8质量％。 

根据这样的构成，作为6Al₂O₃·CaO的晶界结合部被覆成为骨料的Al₂O₃，能够抑制由含有碱性成分的气体气氛导致的对Al₂O₃进行的反应侵蚀。 

然而，若将颗粒500加热升温，则水分从颗粒500挥发。于是，当为特开平06-206764号公报所公开的成分比例时，所含有的CaO与水分发生反应，体积膨胀，发生耐火材料引起潮解(slaking)，耐火材料不能保持结构的问题。因此，作为将炼铁淤渣还原的炉的耐火材料，希望是具有高耐久性能的耐火材料。 

本发明的目的在于，提供在高温的含有碱性成分的气体气氛等的苛刻条件下保持耐久性且长寿命的耐火材料。 

发明内容

本发明的不定形耐火材料，其特征在于，含有：作为辅助原料的2质量％～10质量％的碳化硅和3质量％～10质量％的耐火泥的至少任一方、粘合材料、和其余量的选自刚玉、莫来石、铝土矿(bauxite)、耐火泥(耐火粘土；chamotte)、叶蜡石、二氧化硅之中的一种以上的主原料的混合物，在以热态暴露于含有碱性成分的气体气氛中的环境下使用。 

在将这样的构成的耐火材料内衬于例如炉内的状态下将炉内加热升温。于是，在内衬于炉内的耐火材料的表层部分露出的作为辅助原料的碳化硅和/或耐火泥与炉内气体中含有的碱性成分在热态下发生反应，一旦熔融之后就被玻璃化。 

如果耐火材料的表层这样到玻璃化，就能够防止炉内的气体侵入耐火材料的内部。 

例如，在炉内的气体含有碱性成分的场合，如果炉内的气体侵入耐火材料中，则碱性成分与刚玉和莫来石等发生反应，产生体积膨胀。由于这样的与碱性成分反应引起的体积膨胀，耐火材料剥落，耐火材料的寿命变得非常短。 

对于这一点，在本发明中，作为辅助原料含有的碳化硅和/或耐火泥熔融，在表面形成玻璃化层，防止气体的侵入，因此能够防止由反应生成物引起的耐火材料的膨胀，使耐火材料的耐久性能提高，并延长寿命。